JPS5963802A - 誘電体共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電磁波、のＴ　Ｍ’ｓ　＋　ｏモードまたは
その変形モードを用いた誘電体共振器に関し、特に、誘
電体共振器の共振周波数の１８ｉ度特性の改良に関する
。

第１図゛および第２図は、この・光切の費用となる従来
の丁Ｍｏ＋ｏモードを用いた誘電体共振器の一例を示す
図である。第１図は共振器の側断面図であり、第２０は
第１図の線ト］に）ａつだ平断面図である。第１図およ
び第２図を参照して、誘電体共振器１は、全体が金属で
形成されたケース２内の円形の空洞３に長さＬの円柱状
の誘電体４が配置されて構成されている。そして、ＴＭ
ｏ＋０モードの電磁界分布が示されていて、実線矢印５
は電気力線、点線矢印６は磁力線である。

ＴＭｏ＋ｏモードは、第１図、第２図にも示すように、
誘電体円柱４内部への電界集中が最もよく行なわれるセ
ードであり、共振器１の小形化が可能である。そしてこ
の場合、誘電体４はＴＭ。

、０モードについて有効に働き、他のモードについては
有効ではなく、そのためにスプリアス特性が良い。また
、この−モードは、その共振周波数ｔｏ、（＝Ｃ／λ０
．ここにＣ：光速、λ０　：共振波長）が共振Ｉａ長（
円柱状誘電体艮）Ｌに関係しない。よって、誘電体共振
器は一層の小形化が可能゛である。

このように、ＴＭＯ＋　ｏモード（その変形モードでも
同４Ｍ）を用いた誘電体共振器は、種々の利点を備えて
Ｊ３す、フィルタやＲ振素子として有効に利用できる。

しかしながら、従来のＴＭｏ　、−＋＋モード銹電体共
振器は、共振周波数の温度特性が良くないという大きな
欠点があった。すなわち、共振周波数の湿度特性を９手
　とすると、 ４Ｂ′　　　　　　・・・（１） ηｆ　→−Ｃｙ）Ｅ−α、−α２ どなる。ここに、 ηＥ　：誘電率の温度特性 α、：銹電体の線膨張率 α２：金属ケースの線膨張率 Ａ、Ｂ、Ｃ：定数 である。つまり、共振周波数の温度特性對は誘電率の温
度特性η２の他、誘電体および金属ケースそれぞれの線
膨張率α１およびα２に関係する。

そこで、共振周波数の一摩特性ηｆを良好にするために
は、誘電体材料によって定まるη５を選択する他、α、
およびα２を適当に制御する必質がある。しかしながら
、α、およびα２はその性質上同時に適当に制御１−５
１にとは困難である。その結果、共振周波数の温度特性
對も良くなかったのである。

このことは、別の見方をすれば、金属ケース２内に柱状
誘電体４を配置して４１　ＦＡ−ｓｌ−る従来の共振器
において、誘電体４．金属ケース２それぞれの線膨張率
の相違から、共振器１周囲の温度変化によって柱状誘電
体端面４ａとそれに面り゛る金属ケース而７どの間の微
小ギ１７ツブが変化するということである。この接続部
分に生じるギャップの変化が、電流変化を生じ、実効誘
電率が変化する。

このことは、共振周波数ｒｏを決める要素の］つである
Ｃ’（ｆｏ＝１／２πｆ］丁−ｃ＞の変化を生じること
になる。したがって、従来のものではケースと誘電体と
の線膨張率の違いか、ら、温度にＪ：る共振周波数の変
化が著しいという欠点があったのである。

この発明の目的は、誘電体共振器を構成する柱状誘電体
とそれを配置するケースの少なくとも一部を同一誘電材
料で形成して、両者の線膨張率を一致さｕ１共振周波数
の温度特性の良好な誘電体共振器を提供することである
。

この発明は、簡単に右え、ば、柱状誘電体とケースの少
なくとも一部とを同一誘電材料で一体的に形成し、ケー
スの少なくとも一部の外面に導電膜が設けられた誘電体
共振器である。

この発明の上述の目的と特徴は、図面を参照して行なう
以下の詳細な説・明から一層明らかとなろう。

第３図ないし第５図は、この発明の一実施例を示す図で
ある。ｔｔｓ　３図、は誘電体共振器の斜視図、第４図
は便宜、に第３図の上蓋１１と下蓋１２とを除いた誘電
体共振器本体部１３の平面図、第５図は第４図の線Ｖ　
、−Ｖにおける□側部断面図である。

・第３図ないし第５図を参照して、誘電体共振器１０は
共振器本体部１３と上蓋１１および下蓋１２とから構成
されている。本体部１３番よ誘電体ケース側部、１４と
、このケース側６！１１４によって形成される空洞１７
に同心的に配置された誘電体円柱状部１５とを備えてい
て、それらは４つの連結部１６で連結され、一体化され
ている。このように、この本体部１３は、同−誘電体材
料で同時的かつ一体的に成形されたケース側部１４と円
柱状部１５とを含む。これがこの実施例の′＋ＦＩｍの
１つである。また、本体部１３の誘電体ケース側部１４
の外周面には導電膜１８が全面にわたって設けられてい
る。さらに、上蓋１１の下面と下［１２の上面とに・６
導電膜１９．．２０が股【プられている。

そして、それぞれ蓋をしたとぎこれら導電膜１９゜２０
と本体部１３周面の導電膜１８とによって、従来の金属
ケースに相当するシールドおよび実電流経路が形成され
φ。

なａ３、この実施例では、上蓋１１の下面と下蓋１２の
主面とに導電膜１９．２０を設けたが、逆に、上蓋１１
の上面および側面と下蓋１２の下面おにび側面どに導電
膜を設けてもよい。すなわち、本体部１３とｉｌｌ、１
２とを組合せたとぎ、各導電膜によって誘電体円柱状部
１５が閉込められる構成であればＪ：い。なお、誘電体
ケース側部１４の導電膜１８は、その内壁に形成するこ
とも考えられるが、そうすると、連結部１６があるため
、導電１＋９が不連続となってそこから電磁波の洩れを
生じるのぐ実用的ではない。

以上・のようにした結果、誘電体円柱状部１５とに η　＝−Ｃη　　−α　　　　　　　　　　　　　　・
・・　（２・）！　　　　　　　！ →二（１／２）η　−α　　＜−、−Ｃ→１／２）とな
る。゛よって、勾　は、諺電体材料を選択してη、が決
まった後、線膨張率αだけを制御すれば↓い。これは比
較的容易である。すなわち、誘電体材）４の選択のみで
一義的に共振周波数の温度特性η、の向上を図ることが
できる。なお、Ｃ＝１／２となるのは、１ｍｍ内円柱状
中に１００パーレン１〜共振エネル”ギが閉込められた
ときに成立する。

また、この実施例では、誘電体ケース側部１４ど誘電体
円柱状ｉ’ｉｌｌ　１５と、が４つの連結６１＋　１６
で一体的に形成されているが、連結６１Ｓ　１８は、た
とえば、対称的な位眩に２つであっても、あるいは１つ
Ｃあっても、その他であってもよい。

まだ、連結部１６は、艮ざ方向に１虻続し、て円柱状部
１，５の仝艮に形成される必要はなく、長さ方向の一部
にのみ形成されてもよい。

ざらにまｌ；、誘電体円柱状部１５と一体化される々−
ス（ケース【よ−Ｌ蓋、下蓋、側部−からなる）の少な
くとも一部は、誘電体ケース側部１４に限らず、たとえ
ば１館または下蓋ど誘電体円柱状部１５−どが一体化さ
れ−（もよい。

上記実施例では、第４図Ｊ：り明らかなように、矩形空
洞１１ニー有り−る誘電体−ケースど誘電体円柱状８１
＋　１５との組合せと【）たが、これに限定されること
は＜ｒ　＜、ｌことえば、平形空洞、ゲ、−スとＢｆｇ
ｑ体角柱伏角柱状６］１空洞ケースと誘電体円柱状部、
円形空洞ケースと誘電体角切状部等の組合ゼでもよい。

このように、ケースど゛柱状部の形状を変形−したどぎ
、Ｍ本ＴＩＶｊｏ　１ｏモー１：に対して同す１の′電
磁界分布ど共振周波数とを持つ変厖モードとなる。

（この第３図ない′し第５図に示ず実°流例では、読寓
体ケース側部１４ど連結部１６とによって歪められたＴ
Ｍｏ　１ｏ変形鷺−ドを用いている。）なお、第３図な
いし第４図のこの一実施例では、誘電体円柱状部１５の
軸方向に２つの責−通小孔２１が形成されている。これ
は共振器１０の共振周波数ｔｏをｆＦｌ調整するための
孔である。この孔２１に柱状部１５ど同一またはＩＡ　
＠”’る誘電率の誘電体を−ｊｉｐ人するど、その挿入
割合によって共振周波数、ｒｉ、を変化させることがで
きる。

また、ｈＪｉ４３図の上−蓋１１に形成された孔２２は
、後述するＪ：うに、この共振器１０をフィルタに用（
＼るとぎ、コネクタを適用するための孔である。

第６図１１１この発明の好ましい実施例と己での７−／
ルタμ−例８示ず断面図解９図’ｒ″″ａ・！６図・を
参照して、誘電体共振器１０は外装ケース３１　。

内に入れられ、外装３２によって封Δ基れてぃ、る。”
外葡３２には２つの孔（３，８４が形成されていて、こ
の孔３３．３４に同軸型の入力コネクタ３５ど出力コネ
クタ３゛６と“か取１〕られている。６戸−ネ２クタ−
３５，３６からは外装ケース３１内の共゛Ｊ１ｉ４！ｌ
ｉ１”Ｏ内に、゛共振器の孔２２を通しで励振′棒３７
が突出している。励振４ｉ１３７と外蓋３２の孔３３．
３４および共振器１０の孔２２との間は、防れている−
このり棒３７と共振器、１０とが結合　　　　　：し、
入・カヲーネクタ３５から入力された所定の周波　　　
　　□数ｒの信号だけが（バカコネクタ３６かや出）ｊ
されるこ゛ととな′る。

外、験り−ス３１の底ｒｊｃはばね３８　ｂ”　ｒｌＱ
　ｔプられでいて、このばね３８が共振′器１０を弾発
的１．−、支えている・。外装ケース３１の外ｆｉｌｌ
から共振器１０される即ともに、外部１ｆｆｉｔ！ｉ変
化によって外装クー３３１が伸縮し讐も、ばね３ａ’：
こよ３てＪ（振器１０は安定的に保たれる。また、外装
ケース３゛１の内側面には、たとえばフェルＦ等ででき
たクッション蔀月３９が設りられていて、内部の共振器
１０１、ｍ　４える振動室減少する。　　、□　　ざら
に、共振器の〒１１の導電膜１９午外蓋′３２とは、コ
ネクタ３５．３’６の外′判御導体（図示せず）ととも
にアース板４０によＱて電気的に接続されている。

以上のように、この発明、は、柱状Ｍ電体とケースどを
同一材料で構成したのでζ゛両１線膨張率が同一になり
、ＩＮ体゛端面どそれに面するケース面との間の倣・′
小ギ１／ツブがないか、または常に一定となる。した゛
がって４、共振器の共振周波数の温度特性が非常に良好
である。、また、柱状縛電体とケースの少なくとも一部
は一体に連結されているので、銹蝉体とケース“との相
対的位置１１は°変ゝイヒせ“ず、機械的、ｆｆｌ気的
に安定である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＴＭｏ＋ｏモードを用いた誘電体共振器
の側断面間である。第２図は第１図の共振器の線Ｉ−１
に沿った平断面図である。第３図はこの発明の一実施例
の斜視図である。紀４図は第３図に示す共振器め上型と
下蓋、とを除い夕共振器本体部の平面−である！第５図
はｍ＜図の綜Ｖ−゛Ｖ、に沿った′側御断面図である。 第６１！ｉｔさこの発明の一実施例を用いた１段の誘電
体フィルタの側°部ｌ１Ｉｉ面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ケース内に柱状誘電体を配置して構成するＴＭＧ＋０モ
   ードまたはその変形モードを用いた誘電体共振器におい
   て、 前記柱状誘電体とケースの少なくとも一部とを同一誘電
   体材料で一体的に゛・形成し、前記ケースの少なくとも
   一部の外面に導ｗ１膜が設けられたことを待機とする誘
   電体共振器。。